Техническая термодинамика. Определение параметров ПТУ с промежуточным перегревом пара, страница 3

где энтропия влажного пара в точке 2 в двухфазной области S₂ равна энтропии перегретого пара S₁ в точке 1 (считаем изоэнтропный процесс 1 – 2 обратимым).

S₁ = S₂ = 6,5164 кДж/кг∙К

h₂ = h'₂ + х₂ ∙ r = 137,82  + 0,7627∙ 2423 = 1985,8421 кДж/кг

В процессе адиабатного расширения пара в турбине при наличии трения энтропия возрастает. Вычислим действительное значение энтропии S_2д и энтальпии h_2д в двухфазной области, а также степень сухости х_2д вследствие необратимости процесса расширения пара в турбине.

Зная относительный внутренний КПД турбины η_0i^Т = 89,50 %, определим действительное значение энтальпии h_2д пара в точке 2д в двухфазной области.

, откуда получим:

h_2д = h₁ – η_0i^Т(h₁ – h₂) = 3467,3 – 0,895 · (3467,3 – 1985,8421) = 2141,3952 кДж/кг

Степень сухости х_2д в двухфазной области:

С учетом того, что х_2д определяется как:

, найдем из этого соотношения действительное значение энтропии S_2д в двухфазной области:

S_2д = х_2д(S"₂ – S'₂) + S'₂ = 0,8269 · 7,92 + 0,476 = 7,025 кДж/кг∙К

Определение температуры отбора.

Найдем давление отбора с учетом следующего приближения:

Допустим, что температура отбора Т_отб выше температуры питательной воды Т_ПВ на 8,8 °С:

Т_отб = Т_ПВ + 8,8 = 150 + 8,8 = 158,8 °С

По таблице Александрова А.А. "Термодинамические свойства воды и водяного пара" по Т_отб = 158,8 °С определяем значение давления отбора:

р_отб = 0,6 МПа.

Энтальпию питательной воды h_ПВ и энтропию питательной воды S_ПВ найдем, зная давление отбора р_отб = 0,6 МПа и температуру питательной воды Т_ПВ = 150 °С, по табл. Александрова А.А. "Термодинамические свойства воды и перегретого пара" (интерполируем данные табл.):

h_ПВ = 632,3 кДж/кг

S_ПВ = 1,8418 кДж/кг∙К

Отсюда:

Т^д_1ср ==К

Т^д_1ср = 333,469 °С

Разница с данным и найденным значением составит:

ΔТ_1ср =  < 2 %

Так как найденное значение Т^д_1ср = 333,469 °С отличается от данного значения Т_1ср = 333,0 °С меньше, чем на 2 %, значит температура отбора была подобрана верно.

КПД цикла Карно по найденному значению Т^д_1ср = 333,469 °С составит:

η_t^карно =

КПД цикла Карно по данному значению Т_1ср = 333,0 °С составит:

η_t^карно =

Отсюда получаем:

Δη_t^карно =

Точка 4.

По известному давлению отбора р_отб = 0,6 МПа и равенству энтропий в обратимом изоэнтропном процессе 3 – 4 (S₃ = S₄ = 0,476 кДж/кг∙К) по таблице Александрова А.А. "Термодинамические свойства воды и перегретого пара" методом интерполяции определяем значение энтальпии h₄ и температуру Т₄:

h₄ = 138,4454 кДж/кг

Т₄= 32,91 °С

Увеличение энтропии системы в результате необратимости адиабатного процесса 3 – 4 в насосе подсчитывается следующим образом:

Откуда получаем, что действительное значение энтальпии воды h_4д за счет потерь тепла на трение в насосе составляет:

h_4д =кДж/кг

Действительное значение энтропии S_4д в точке 4д методом интерполяции найдем по таблице Александрова А.А. "Термодинамические свойства воды и перегретого пара" по давлению р_отб = 0,6 МПа и h_4д = 138,59 кДж/кг:

S_4д = S₄= 0,4765 кДж/кг∙К

Т_4д = Т₄ =  32,96 °С.

Точка 5.

Зная давление отбора р_отб = 0,6 МПа, по табл. Александрова А.А. "Термодинамические свойства воды и водяного пара" определяем:

h'₅ = 670,5 кДж/кг; h"₅ = 2756,1 кДж/кг

S'₅ = 1,9311 кДж/кг∙К; S"₅ = 6,7592 кДж/кг∙К

Точка 6.

Считая процесс 5 – 6 изоэнтропным (S₅ = S₆ = 1,9311 кДж/кг К), и по известному давлению p₁ = 16,0 МПа по табл. Александрова А.А. "Термодинамические свойства воды и перегретого пара" методом интерполяции определяем:

h₆ = 684,7 кДж/кг

Т₆ = 160 °С